DOI:10.1007/s11051-020-04891-x
使用TTiP/PVP、TTiP/PVAc和TBOT/PVP三種電紡TiO2納米纖維對韭菜中的多菌靈殘留物進行光催化處理。將初紡纖維在500-650℃下煅燒,以獲得100:0、80:20、70:30、50:50和30:70的銳鈦礦/金紅石(A/R)比率。獲得的銳鈦礦微晶尺寸在13.9-28.1 nm范圍內,而金紅石微晶尺寸在21.1-30.6 nm之間。實驗在玻璃反應器中進行。將容器中裝滿水和每種類型的纖維,并用黑光燈從上方照射5分鐘。然后,將50克韭菜樣品浸泡5、15、30和60分鐘。用基質固相分散法(MSPD)提取韭菜中的多菌靈,并用UHPLC進行分析。使用香豆素熒光探針法研究了每種纖維的˙OH形成情況。當A/R比為70:30時,˙OH的生成量最大,且多菌靈的降解率最高。金紅石在抑制電子-空穴復合和˙O2-穩定中起著關鍵作用。處理60分鐘后,TTiP/PVP、TTiP/PVAc和TBOT/PVP纖維中多菌靈的降解率分別為98.6-99.5%、91.2-97.1%和99.5-99.9%。TTiP/PVP和TBOT/PVP纖維在韭菜中產生的殘留多菌靈水平在歐盟最大殘留限量0.1 mg/kg之內。TTiP/PVAc纖維的熱穩定性限制了˙OH的形成和多菌靈的降解。
圖1.TTiP/PVP納米纖維的XRD圖。(a)500℃,(b)520℃,(c)535℃,(d)550℃,(e)650℃。注意:25.4°處的峰為銳鈦礦,27.5°處的峰為金紅石
圖2.不同煅燒溫度下TTiP/PVAc納米纖維的XRD圖。(a)500℃,(b)550℃,(c)600℃,(d)620℃,(e)650℃。
圖3.不同煅燒溫度下TBOT/PVP納米纖維的XRD圖譜。(a)500℃,(b)550℃,(c)610℃,(d)635℃,(e)650℃。
圖4.TTiP/PVP納米纖維的SEM圖像(放大100k)。(a)初紡纖維,(b)A/R=100:0,(c)A/R=80:20,(d)A/R=70:30,(e)A/R=50:50,(f)A/R=30:70。注意:A/R為銳鈦礦/金紅石比
圖5.TTiP/PVAc納米纖維的SEM圖像(放大100k)。(a)初紡纖維,(b)A/R=100:0,(c)A/R=80:20,(d)A/R=70:30,(e)A/R=50:50,(f)A/R=30:70。注意:A/R為銳鈦礦/金紅石比
圖6.TBOT/PVP納米纖維的SEM圖像(放大100k)。(a)初紡纖維,(b)A/R=100:0,(c)A/R=80:20,(d)A/R=70:30,(e)A/R=50:50,(f)A/R=30:70。注意:A/R為銳鈦礦/金紅石比
圖7.三種TiO2納米纖維的熱重分析。(a)TTiP/PVP,(b)TBOT/PVP,(c)TTiP/PVAc。
圖8.三種TiO2納米纖維的FT-IR光譜。(a)TTiP/PVP,(b)TBOT/PVP,(c)TTiP/PVAc。
圖9.不同A/R比纖維的羥基自由基濃度:(a)TTiP/PVP,(b)TBOT/PVP,(c)TTiP/PVAc。(d)TTiP/PVP反應器中水的pH值,(e)TBOT/PVP反應器中水的pH值,(f)TTiP/PVAc反應器中水的pH值。
圖10.不同初始濃度(mg/kg)光催化處理后韭菜中的多菌靈殘留量。(a)TTiP/PVP(9.3),(b)TTiP/PVP(6.42),(c)TTiP/PVP(28.8),(d)TTiP/PVAc(17.1),(e)TTiP/PVAc(27.2),(f)TTiP/PVAc(20.9),(g)TBOT/PVP(23.9),(h)TBOT/PVP(20),(i)TBOT/PVP(18.6)。
圖11.TiO2納米纖維對多菌靈的降解(A/R比為70:30)
圖12.TiO2納米纖維的Zeta電位(A/R比為70:30)